물의 색

물의 색은 물이 존재하는 주위 조건에 따라 다릅니다. 상대적으로 소량의 물이 무색으로 보이지만, 순수한 물은 관찰 된 시료의 두께가 증가함에 따라 청색이 약간 푸른 색으로 변합니다. 물의 푸른 색조는 본질적인 특성이며 백색광의 선택적 흡수 및 산란에 의해 유발됩니다. 용해 된 원소 또는 불순물이 물에 다른 색을 줄 수 있습니다.

본질적인 색
액체 물의 고유 한 색은 순수한 물로 채워진 긴 파이프를 통해 흰색 광원을보고 양 끝이 투명한 창으로 닫혀있는 것을 통해 시연 될 수 있습니다. 밝은 터키석 청색은 가시 광선 스펙트럼의 빨간색 부분에 약한 흡수로 인해 발생합니다.

가시 스펙트럼의 흡수는 일반적으로 물질의 전자 에너지 상태의 흥분에 기인한다. 물은 단순한 3 원자 분자 인 H 2 O이며 모든 전자 흡수는 전자기 스펙트럼의 자외선 영역에서 발생하므로 가시 광선 영역의 물의 색에 책임이 없습니다. 물 분자는 세 가지 기본적인 진동 모드를 가지고 있습니다. 물의 기체 상태에서 OH 결합의 두 가지 스트레칭 진동은 v 1 = 3650 cm -1 및 v 3 = 3755 cm -1에서 발생 합니다.이러한 진동으로 인한 흡수는 스펙트럼의 적외선 영역에서 발생합니다. 가시 스펙트럼에서의 흡수는 주로 698 nm의 파장에 해당하는 고조파 v 1 + 3v 3 = 14,318 cm -1 에 기인합니다. 20 ° C의 액체 상태에서 이러한 진동은 수소 결합으로 인해 빨간색으로 이동하여 740 nm에서 빨간색 흡수가 발생하고 v1 + v 2 + 3 v 3 와 같은 다른 고조파는 660 nm에서 빨간색 흡수를 나타냅니다. 중수 (D 2 O)의 흡수 곡선은 유사한 모양이지만, 진동 전이가 에너지가 낮기 때문에 스펙트럼의 적외선 끝쪽으로 더 이동합니다. 이러한 이유로, 중수는 적색광을 흡수하지 않으므로 D 2 O의 큰 몸체는보다 일반적으로 발견되는 경수 ( 1 H 2 O)의 특징적인 청색을 갖지 못합니다.

흡수 강도는 각 연속적인 배음마다 현저하게 감소하여 세 번째 배음에 대한 흡수가 매우 약합니다. 이러한 이유로 파이프는 길이가 1 미터 이상이어야하며 물은 미세 여과를 통해 정화되어 미 방사 (Mie scattering)를 일으킬 수있는 입자를 제거해야합니다.

호수와 바다의 색
호수와 대양은 여러 가지 이유로 파란색으로 보입니다. 하나는 물의 표면이 하늘색을 반영한다는 것입니다. 이 반사가 관찰 된 색상에 영향을 미치지 만, 그것이 유일한 이유는 아닙니다.

바다의 표면에 부딪 치는 빛의 일부는 직접 반사 되나, 대부분의 빛은 분자와 상호 작용하는 수면을 관통합니다. 물 분자는 빛이 닿을 때 세 가지 다른 모드로 진동 할 수 있습니다. 적색, 주황색, 황색 및 녹색 파장의 빛이 흡수되어 남아있는 빛이 짧은 파장의 파랑 및 제비꽃으로 구성됩니다. 이것이 바다 색이 푸른 색 인 주된 이유입니다.

바닷물의 일부 성분은 바다의 푸른 색조에 영향을 줄 수 있습니다. 이것이 서로 다른 영역에서보다 푸르고 푸르게 보일 수있는 이유입니다. 흰색 페인트로 칠해진면과 바닥이있는 수영장의 물 (다양한 화학 물질을 포함 할 수 있음)은 청록색으로 나타납니다.

깨끗한 물은 푸른 하늘이 반사되지 않는 실내 수영장뿐만 아니라 흰색 타일로 된 수영장에서 파란색으로 보입니다. 더 깊은 수영장, 푸른 물.

부유 입자로부터의 산란은 또한 호수와 바다의 색깔에 중요한 역할을합니다. 수십 미터의 물이 모든 빛을 흡수하므로 산란없이 모든 물의 몸이 검은 색으로 보일 것입니다. 대부분의 호수와 대양에는 부유 된 유기 물질 (CDOM)로 알려진 부유 물질과 미네랄 입자가 포함되어 있기 때문에 위의 빛은 위쪽으로 반사됩니다. 정지 된 입자로부터의 산란은 일반적으로 눈과 같이 흰색을 띠지 만, 빛이 여러 미터의 청색 액체를 처음 통과하기 때문에 산란 된 빛은 파란색으로 보입니다. 산호에서 발견되는 매우 순수한 물에서는 백색 입자로부터의 산란이 없어지므로 물 분자 자체로부터의 산란이 푸른 색을 나타냅니다.

발생하는 또 다른 현상은 시야를 따라 대기 중에 Rayleigh가 산란하는 것입니다. 수평선은 일반적으로 4-5km 떨어져 있으며 공기 (바다의 경우 해수면 바로 위)가 가장 밀도가 높습니다. 이 메커니즘은 파란 빛이 하나의 시선에 흩어져 있기 때문에 어떤 먼 물체 (푸른 바다)에 푸른 색조를 더합니다.

바다와 호수의 표면은 종종 푸른 채광창을 반사하여 더 파랗게 보입니다. 반사 된 채광창과 깊이에서 흩어진 빛의 상대적 기여도는 관측 각에 따라 크게 좌우됩니다.

빙하의 색
빙하는 매우 추운 기후에서 타설 된 눈이 굳어지는 과정에 의해 형성된 얼음과 눈의 커다란 시체입니다. 눈 덮인 빙하가 먼 거리에서 흰색으로 보이고 직접 주변의 빛으로부터 가려지면 빙하는 내부 반사광의 길이가 길기 때문에 보통 깊고 푸른 색으로 보입니다.

적은 양의 물이 무색으로 보이기 때문에 많은 양의 기포가 존재하기 때문에 비교적 적은 양의 규칙적인 얼음이 희게 보입니다. 반면에 빙하에서는 압력에 의해 축적 된 눈에 갇힌 공기 방울이 만들어내어 얼음의 밀도를 높입니다. 많은 양의 물이 파란색으로 보일 때 압축 된 얼음 또는 빙하의 큰 조각이 파란색으로 보일 것입니다.

물 샘플의 색상
물에 용해 된 미립자 물질은 변색을 일으킬 수 있습니다. 약간의 변색은 Hazen 단위 (HU)에서 측정됩니다. 불순물은 또한 탄닌에 깊이 착색 될 수 있습니다. 예를 들어 탄닌이라고 불리는 용해 된 유기 화합물은 짙은 갈색을 띠거나 물속에 떠 다니는 조류 (입자)가 녹색을 나타낼 수 있습니다.

물 샘플의 색상은 다음과 같이보고 될 수 있습니다.

겉보기 색상은 전체 물 샘플의 색상이며 용해 된 성분과 부유 성분의 색상으로 구성됩니다.
모든 물체를 제거하기 위해 물 샘플을 여과 한 후 실제 색상을 측정합니다.
철 또는 망간과 같은 특정 무기 성분이 또한 색상을 부여 할 수 있지만 색상 테스트는 종종 물 속의 유기 물질의 양을 반영하는 빠르고 쉬운 테스트 일 수 있습니다.

수채화 물은 물리적, 화학적 및 세균 학적 조건을 나타낼 수 있습니다. 식수에서 녹색은 구리 배관에서 구리 침출을 나타낼 수 있으며 또한 조류 성장을 나타낼 수 있습니다. 청색은 또한 구리를 나타낼 수도 있고, 일반적으로 역류 현상으로 알려진 상업용 수조에서 화학 물질을 흡입하여 유발 될 수도 있습니다. 적색은 철 파이프 또는 호수 등의 부유 세균으로부터 녹의 징후가 될 수 있습니다. 검은 물은 온도가 너무 낮게 설정된 온수 탱크 내부의 황 환원 박테리아의 성장을 나타낼 수 있습니다. 이것은 보통 황이나 썩은 알 (H2S) 냄새가 강하며 온수기를 배수하고 온도를 49 ° C (120 ° F) 이상으로 올리면 쉽게 해결됩니다. 황산염 환원 박테리아가 원인이되고 냉수 배관에 결코 들어 가지 않으면 냄새가 항상 뜨거운 물 파이프에있게됩니다. 수분 지시계가있는 색상 스펙트럼은 넓고, 배우면 화장품, 세균 및 화학 물질 문제를 쉽게 식별하고 해결할 수 있습니다.

수질 및 색상
물에 색이 있어도 반드시 물을 마실 수 없음을 나타내는 것은 아닙니다. 탄닌과 같은 색을 유발하는 물질은 무해합니다.

일반적인 물 필터에서는 색상이 제거되지 않습니다. 그러나 느린 모래 여과기는 색을 제거 할 수 있고, 응고제의 사용은 생성 된 침전물 내에서 색 – 유발 화합물을 포획하는데 성공할 수있다.

다른 요인은 색상에 영향을 줄 수 있습니다.

입자 나 용질은 차나 커피처럼 빛을 흡수 할 수 있습니다. 강이나 하천의 녹색 조류는 종종 청록색을.니다. 홍해에는 가끔씩 빨간 Trichodesmium erythraeum 조류가 번식합니다.
물 속에있는 입자는 빛을 분산시킬 수 있습니다. 콜로라도 강은 물속에 매달린 적색 미사로 인해 붉게 붉습니다. 빙하 가루와 같이 잘게 갈아 진 바위가있는 일부 산악 호수와 시내는 청록색입니다. 물의 흡수에 의해 생성 된 청색광이 표면으로 되돌아 가서 관찰 될 수 있도록 부유 물질에 의한 광산란이 필요합니다. 이러한 산란은 떠오르는 입자가 함유 된 물이 관찰 될 때 녹색으로 나타나는 광자의 스펙트럼을 변화시킬 수 있습니다.
색상 이름

캘리포니아 해안에서 레드 조 수.
다양한 문화권은 영어의 의미와 색상의 의미 론적 영역을 나누며, 일부는 같은 방식으로 파란색과 녹색을 구분하지 않습니다. 예를 들어 웨일스 어 (Glas)는 파란색 또는 녹색을 의미 할 수 있습니다.

물의 몸체에 할당 된 다른 색상 이름은 바다 녹색과 군청색입니다. 특이한 해양 색소는 적조 및 흑조라는 용어를 야기했습니다.

고대 그리스 시인 호머 (Homer)는 별명 “와인 – 어둠의 바다”를 사용합니다. 또한 그는 바다를 “회색”으로 묘사합니다. 일부는 이것이 고대 그리스인들이 주로 색조보다는 광도로 색을 분류하고 다른 사람들은 호머가 색맹이라고 믿는 반면에 색을 분류했기 때문이라고 제안했습니다.